Unsa ang nitroheno? Misa nitroheno. Usa ka molekula sa nitroheno

Ang non-metallic nga elemento sa 15th grupo [Va] Periodic Talaan - nitrogen Atom 2 nga combine sa dagway sa usa ka molekula - walay kolor, walay baho, ug tasteless gas nga naglangkob sa usa ka dako nga bahin sa Yuta sa atmospera ug nga mao nga bahin sa tanan nga mga buhi nga mga butang.

Kasaysayan sa pagdiskobre

Nitroheno gas mao ang mahitungod sa 4/5 sa atmospera sa yuta. Kini inusara sa unang bahin sa Air Research. Sa 1772, sa Sweden Himik Karl Wilhelm Scheele una sa pagpakita nga ang maong usa ka nitroheno. Sumala kaniya, ang hangin mao ang usa ka sagol sa duha ka mga gas, usa sa nga iyang gitawag nga "kalayo hangin", ie A. Ang suporta pagkasunog, ug ang uban nga mga -. "Mahugaw nga hangin" tungod kay siya nagpabilin human sa unang-ut. Kini mao ang mga oxygen ug nitrogen. Around sa sama nga panahon nitroheno nga nalain sa mga taga-Scotland botanist Daniel Rutherford, nga unang gipatik sa iyang mga kaplag, ingon man ang British nga kemiko Henry Cavendish ug sa British nga klerigo ug siyentista Dzhozefom Pristli, nga mipakigbahin sa Scheele pagkalabaw sa pagkadiskobre sa oksiheno. Dugang pa sa mga pagtuon nagpakita nga ang bag-o nga gas mao nga bahin sa mga nitrate o potassium nitrate (KNO _3), ug, sa ingon, siya si sa usa ka nitroheno ( "paghatag pagkatawo saltpeter") sa mga Pranses nga chemist Chaptal sa 1790 Nitroheno mao ang una nga gipahinungod ngadto sa mga kemikal nga elemento sa Lavoisier, kansang katin-awan sa sa papel sa oksiheno sa pagkasunog kaayong nagpanghimakak sa mga phlogiston teoriya - popular sa XVIII nga siglo. sayop nga pagsabot pagkasunog. Ang kawalay katakos sa niini nga kemikal nga elemento sa pagsuporta sa kinabuhi (Grego ζωή) mao ang hinungdan nga Lavoisier nga si nitroheno gas.

Ang pagtunga ug sa pagkuyanap

Unsa ang nitroheno? Sumala sa kadagaya sa kemikal nga mga elemento, siya ika ikaunom. Ang Yuta ni atmospera sa 75,51% sa kabug-aton ug sa 78,09% sa gidaghanon mao nga gilangkuban sa mga elemento ug kini mao ang usa ka mayor nga tinubdan alang sa mga industriya. atmospera usab naglakip sa usa ka gamay nga kantidad sa ammonia ug ammonium salts, ingon man usab sa nitroheno oxide ug nitric acid, nag-umol sa panahon sa unos ug liti ug sa internal combustion nga mga makina. Free nitroheno makaplagan diha sa daghang mga meteorite, volcanic ug ang akong mga gas ug ang uban mineral nga mga tubod, sa adlaw, sa mga bitoon ug mga nebula.

Nitroheno mao usab nga makita sa mga mineral nga deposito sa potassium ug sodium nitrate, apan sa angay sa tawo nga mga panginahanglan igo. Laing materyal nga dato sa elemento niini nga mao ang guano, nga makita diha sa mga langob, diin ang daghang mga kabog, o sa mga dapit nga mamala kanunay sa mga langgam. Usab, nitroheno nga anaa sa ulan ug sa yuta sa dagway sa ammonia ug ammonium salts, ug sa tubig sa dagat diha sa porma sa ammonium ion (NH ₄ ^+), nitrite (NO ₂ ^-) ug nitrate (NO ₃ ^-). Sa aberids kini mao ang bahin sa 16% sa complex organic compounds sama sa protina nga anaa sa tanan nga buhi nga mga organismo. Ang natural nga sulod sa yuta ni taklap mao 0.3 bahin sa 1000. Prevalence sa luna - gikan sa 3 ngadto sa 7 atomo kada silicon atomo.

Ang kinadak-og nga mga nasud sa nitroheno (sama sa ammonia) sa sinugdan sa mga XXI siglo, ang mga India, Russia, sa Estados Unidos, Trinidad ug Tobago, Ukraine.

Sa komersyal nga produksyon ug paggamit

Industriya sa produksyon sa nitroheno gibase sa usa ka fractional distillation sa liquefied hangin. Niini Nagabukal temperatura mao nga sama sa -195,8 ° C, 13 ° C nga mas ubos kay sa oksiheno, nga sa ingon gibulag. Nitroheno mahimo usab nga gipatungha sa usa ka dako nga scale sa pagkasunog sa carbon o hydrocarbon sa hangin ug sa pagbulag sa mga resulta sa carbon dioxide ug tubig gikan sa residual nitroheno. Sa usa ka gamay nga scale putli nga nitroheno nga gipatungha sa pagpainit barium azide Ba (N _{3) 2.} Laboratory reaksiyon naglakip sa pagpainit sa usa ka solusyon sa ammonium nitrite (NH ₄ NO _2), ang oxidation sa ammonia sa usa ka tubigon nga bromine solusyon o sa naandan nga kainit tumbaga oxide :

• NH ₄ ^{+ +} WALAY ₂ ^- → N ₂ + 2H ₂ O.
• 8NH ₃ + 3Br ₂ → N ₂ + 6NH ₄ ^{+ +} 6Br ^-.
• 2NH ₃ + 3CuO → N ₂ + 3H ₂ Oh + 3Cu.

Bata nga pagtolon nitroheno mahimong gamiton ingon nga usa ka inert nga kahimtang alang sa mga reaksiyon nga nagkinahanglan apil sa oxygen ug kaumog. Mao gigamit ug liquid nitrogen. Hydrogen, methane, carbon monoxide, oksiheno, fluorine, ug - ang bugtong bahandi nga, sa diha nga Nagabukal punto sa nitrogen dili sa usa ka lig-on nga kristal nga estado.

Sa industriya sa kemikal, kini nga kemikal nga elemento gigamit sa pagpugong sa oxidation o sa uban nga pagkadaot, ingon sa usa ka inert diluent, usa ka sumbalik nga gas sa pagtangtang sa kainit o sa mga kemikal, ingon man sa usa ka kalayo o sa pagbuto tigdili, tigpugong. Sa industriya sa pagkaon, nitroheno gas gigamit sa pagpugong sa pagkaon pagkadaot, ug liquid - alang sa freeze-uga ug sa makapabugnaw nga sistema. Sa electrical industriya gas magpugong oxidation ug uban pang kemikal nga mga reaksiyon, pressurizes ang cable sakoban ug nanalipod sa mga motor. Sa metal, nitrogen gigamit sa welding ug brazing, pagpugong oxidation, carburization, ug decarburization. Sama sa usa ka dili aktibo nga gas kini gigamit sa produksyon sa bula rubber, plastik ug mga elastomers, kini nag-alagad ingon nga usa ka propellant sa aerosol sprays, ug usab nagmugna sa pressure sa mga liquid gasolina sa jets. Sa medisina, paspas nga kaging uban sa liquid nitrogen gigamit sa tindahan sa dugo, utok sa bukog, tissue, bakterya ug sperm. Siya nakakaplag aplikasyon sa cryogenic research.

koneksyon

Kadaghanan sa mga nitrogen gigamit sa paghimo sa mga kemikal nga mga compounds. Ang triple nga bugkos tali sa mga atomo sa elemento nga mao aron malig-on (226 kcal kada chameleon sa makaduha nga mas taas pa kay sa sa nga sa molekular nga hydrogen), nga nitroheno molekula halos dili mosulod ngadto sa uban nga mga compounds.

Ang nag-unang industriyal nga pamaagi fixation elemento mao ang Heber-Bosch proseso alang sa kalangkuban sa ammonia naugmad sa panahon sa Gubat sa Kalibotan II, Germany sa pagpakunhod pagsalig sa sa Chilean nitrate. Kini naglakip sa direkta nga kalangkuban sa NH ₃ - walay-kolor gas sa usa ka pungent, irritating baho - direkta gikan sa mga elemento niini.

Kadaghanan sa mga ammonia ang nakabig ngadto sa nitric acid (HNO ₃₎ ug nitrates - salts ug mga ester sa nitric acid, soda abo (Nah ₂ CO _3), hydrazine (N ₂ H ₄₎ - usa ka walay-kolor nga likido nga gigamit ingon nga usa ka rocket propellant ug sa daghang sa industriya proseso.

Nitric acid mao ang uban nga mga mayor nga komersyal nga kemikal compound sa elemento. Walay kolor, kaayo makadaot liquid gigamit sa produksyon sa abono, tina, mga drugas ug mga bomba. Ammonium nitrate (NH ₄ NO ₃₎ - asin sa ammonia ug nitric acid - mao ang labing komon nga nitroheno nga abono component.

Oksiheno + nitroheno

Uban sa oksiheno, nitroheno nga mga porma sa usa ka gidaghanon sa mga oxides, sa Vol. H. nitrous oxide (N ₂ Mga), diin iyang Valence mao ang +1 oxide (NO) (+2) ug dioxide (NO ₂₎ (4). Daghan ang kaayo dali moalisngaw nitrogen oxide; sila mao ang mga nag-unang mga tinubdan sa polusyon sa atmospera. Nitrous oxide, nailhan usab nga nagkatawa gas, usahay gigamit ingon nga usa ka anesthetic. Sa diha nga inhaled, kini maoy hinungdan sa malumo isterya. Nitric oxide reaksiyon paspas nga uban sa oksiheno sa pagporma sa usa ka brown dioxide intermediate produkto sa produksyon sa nitric acid ug sa usa ka lig-on nga oxidant sa kemikal nga mga proseso ug propellant.

gigamit usab ang pipila nitrides nag-umol sa mga metal sa usa ka nitroheno compound sa taas nga temperatura. Nitrides sa boron, titanium, zirconium ug tantalum adunay espesyal nga aplikasyon. Usa ka kristal nga dagway sa boron nitride (BN), alang sa panig-ingnan, mao ang dili ubos sa diamante sa katig-a ug oxidized sa daotan busa gigamit ingon nga high-hait.

Organikong cyanides naglakip CN grupo ^-. Hydrogen cyanide o hydrocyanic acid HCN, mao ang kaayo dali moalisngaw ug sa hilabihan makahilo gas nga gigamit alang sa fumigation konsentrasyon ore sa ubang mga industriya nga proseso. Cyanogen (CN) ₂ gigamit ingon nga usa ka kemikal nga intermediate ug alang sa fumigation.

Azides mga compounds nga naglangkob sa usa ka grupo sa tulo ka nitroheno atomo -N _3. Kadaghanan kanila mga mabalhinon ug sa kaayo nga sensitibo sa kakurat. Ang uban kanila, sama sa tingga azide, PB (N _{3) 2,} nga gigamit sa detonators ug primers. Azides, sama sa halogens, daling makig uban sa uban pang mga butang aron sa pagporma sa usa ka plural sa mga compounds.

Nitroheno mao ang usa ka bahin sa pipila ka mga linibo sa organic compounds. Kadaghanan kanila mga nakuha gikan sa ammonia, hydrogen cyanide, cyanogen, nitrous o nitric acid. Amines, amino mga asido, amides, alang sa panig-ingnan, nga nakuha gikan sa ammonia o sa usa ka pag-ayo nga may kalabutan sa niini. Nitroglycerine ug nitrocellulose - nitric ester. Nitrite giandam gikan sa nitrous acid (HNO _2). Purines ug alkaloids mga heterocyclic compounds nga ang nitroheno mopuli sa usa o labaw pa sa carbon atomo.

Kabtangan ug mga reaksiyon

Unsa ang nitroheno? Kini mao ang usa ka walay-kolor, walay baho gas nga manibuok sa -195,8 ° C, walay kolor, ubos nga viscosity liquid. Nga elemento anaa sa dagway sa N ₂ molekula, nga gihawasan sa porma: N ::: N:, diin ang bugkos sa enerhiya nga katumbas sa 226 Kcal matag chameleon, ikaduha lamang sa carbon monoxide (256 kilocalories matag chameleon). Tungod niini nga rason, ang mga pagpaaktibo sa enerhiya sa molekula nga nitroheno mao hataas kaayo, mao nga sa normal nga mga kahimtang sa mga elemento mao ang medyo inert. Usab, kaayo lig-on nga nitroheno molekula sa hilabihan gayud sa ambag ngadto sa thermodynamic pagsaka-kanaog sa daghang mga nitroheno compounds, nga sa koneksyon, bisan pa kon lig-on nga igo na, apan ubos sa relasyon sa molekula nga nitroheno.

Medyo bag-o lang, ug ang abilidad sa mga molekula nitroheno nga wala damha nadiskobrehan sa pag-alagad ingon nga ligands alang sa komplikado compounds. Ang obserbasyon nga pipila sa mga solusyon sa ruthenium dinugtongdugtong mahimong sagukom sa atmospera nitroheno nga gipangulohan sa unsa ang sa dili madugay makaplagan nga usa ka simple ug mas maayo nga paagi sa nag-ayo sa elemento.

Aktibo nga nitroheno mahimo nga nakuha pinaagi sa agi sa ubos sa pressure gas pinaagi sa high-boltahe sa kuryente pagtuman. Produkto mao ang amber ug daghan mas daling reaksiyon kay sa molecular, atomika hydrogen, azufre, phosphorus, ug sa nagkalain-laing mga metal, ingon man usab sa makahimo sa decomposing DILI ngadto sa N ₂ ug O _2.

Usa ka tin-aw nga pagsabot sa unsa ang nitroheno, mahimo nga nakuha tungod sa electronic nga gambalay nga may porma 1s 2s ^{2 2 3} 2p. Lima ka sa gawas electron shells gamay screen sa katungdanan, nga miresulta sa epektibo nga nukleyar sugo gibati sa rehiyon sa covalent radyos. Nitroheno atomo mga medyo gamay ug usa ka hataas nga electronegativity, nga nahimutang sa taliwala sa mga carbon ug sa oksiheno. E kontorno naglakip sa tulo ka mga sa gawas katunga-nga-orbitals, nga tungod niana sa pagporma sa tulo ka covalent talikala. Busa, ang nitroheno atomo kinahanglan nga adunay hilabihan nga hatag-as reactivity, pagtukod sa kadaghanan sa ubang mga elemento lig-on duha compounds, ilabi na sa dihang ang uban nga mga elemento mao ang kinadak lain-laing electronegativity, mohatag mahinungdanon nga koneksyon polarity. Sa diha nga ang lain nga elemento nga electronegativity ubos nga polarity gilakip ngadto sa nitroheno atomo sa partial negatibo nga sugo, nga nagahilway sa iyang unshared electron sa pag-apil sa koordinasyon talikala. Sa diha nga sa uban nga mga elemento mao ang labaw nga electronegative bahin sa positibo nga katungdanan sa pagbantay sa nitroheno kamahinungdanon limitasyon sa donor kabtangan sa mga molekula. Sa ubos nga polarity tungod kay sa electronegativity managsama sa usa nga elemento, sa daghang mga komunikasyon makadaug ibabaw sa mga single. Kon ang atomika gidak-on mismatch magpugong sa pagporma sa daghang mga talikala nga maporma sa usa ka bugkos mao ang lagmit nga mahimong medyo maluya, ug ang mga koneksyon mao ang mabalhinon.

analytical chemistry

Kasagaran ang porsiyento sa nitrogen diha sa gas sagol nga mahimong determinado pinaagi sa pagsukod sa gidaghanon sa iyang mga human sa pagsuyup sa ubang mga sangkap sa mga reagents kemikal. Ang kadugta sa sulfuric acid sa atubangan sa Mercury nitrate mipagawas sa nitriko oxide, nga mahimong masukod ingon sa usa ka gas. Nitroheno nga napahigawas gikan sa organic compounds sa diha nga sila nangasunog sa ibabaw sa usa ka tumbaga oxide, ug ang libre nga nitroheno mahimong masukod ingon sa usa ka gas human sa pagsuyup sa uban pang mga produkto pagkasunog. Usa ka iladong Kjeldahl pamaagi alang sa determinasyon sa mga butang nga giisip nga dinhi sa organic compounds naglangkob sa decomposing sa compound uban sa tingub sulfuric acid (optionally nga naglangkob sa mercury o sa iyang oxide, ug nagkalain-laing mga salts). Mao kini ang nitroheno nga nakabig ngadto sa ammonium sulfate. Pagdugang sodium hydroxide releases ammonia, nga nakolekta sa conventional acid; ang nahabilin nga kantidad sa unreacted acid dayon gitinguha sa titration.

Biological ug physiological kahulogan

Ang papel sa nitrogen diha sa buhi nga butang nagpamatuod sa iyang physiological nga kalihokan sa organic compounds. Kadaghanan sa buhi nga mga organismo nga dili makagamit niini nga kemikal nga elemento sa iyang kaugalingon kinahanglan nga adunay access sa iyang mga compounds. Busa, ang nitroheno fixation mao ang mahinungdanon. Sa kinaiyahan, kini mahitabo nga ingon sa usa ka resulta sa duha ka nag-unang mga proseso. Usa mao ang epekto sa electrical enerhiya sa atmospera, sa pagkaagi nga ang nitroheno ug oksiheno molekula pagpapahawa sa, nga nagtugot sa libre nga mga atomo sa porma DILI ug DILI _2. Dioxide unya reaksiyon sa tubig: 3NO ₂ + H ₂ O → 2HNO ₃ + DILI.

HNO ₃ ang dissolved ug moabut ngadto sa Yuta nga gikan sa ulan sa dagway sa huyang nga ilimnon. Sa ngadto-ngadto acid Nahimong bahin sa hiniusa nga yuta sa nitroheno nga mao neutralized sa dagway nitrites ug nitrates. N sulod sa tinanom nga yuta kasagaran nakuha pinaagi sa pasiuna sa mga abono nga adunay mga nitrates ug ammonium salts. Magkalinyas mga mananap ug mga tanom ug sa ilang mga kadugta mobalik sa usa ka nitroheno compound ngadto sa yuta ug hangin.

Laing mayor nga natural nga nag-ayo sa proseso mao ang importante nga kalihokan sa mga legumes. Tungod sa mapuslanong motapot sa bakterya, kini nga mga kultura makahimo sa pagkabig sa atmospera nitroheno direkta ngadto sa iyang mga compounds. Ang ubang mga mikroorganismo, sama sa Azotobacter Chroococcum ug Clostridium pasteurianum, makahimo sa pag-ayo sa ilang kaugalingon nga N.

Ang gas sa iyang kaugalingon, nga inert, dili makadaot, gawas sa diha nga sila man ubos sa pressure, ug kini ang dissolved sa dugo ug uban pang mga pluwido sa lawas sa mas taas nga konsentrasyon. Kini nga mga hinungdan sa drug epekto, ug kong ang presyon sa mao pagkunhod sa kaayo sa madali, sobra nga nitrogen mao nga gipagawas sa gas bubbles sa lain-laing dapit sa sa lawas. Kini ang hinungdan sa kasakit sa kaunoran ug lutahan, gipanguyapan, partial paralysis ug bisan sa kamatayon. Kini nga mga sintomas gitawag decompression sakit. Busa, sa mga tawo nga napugos sa man sa mga hangin sa maong mga kahimtang, kinahanglan hinay-hinay pagpakunhod sa pressure sa usa ka normal sa sobra nga nitrogen gikan sa baga nga walay sa pagporma sa mga bubbles. Ang usa ka mas maayo nga alternatibo mao ang sa paggamit sa usa breathable sagol sa oxygen ug helium. Helium mao ang dili kaayo matunaw sa pluwido sa lawas, ug ang risgo pagminus, mga pagmobu.

isotopes

Nitroheno anaa nga ingon sa sa duha ka mga lig-on nga isotopes ¹⁴ A (99,63%) ug ¹⁵ A (0,37%). Sila mahimong mibulag sa kemikal baylo o sa kainit pagkatay, pagkanap. nitroheno masa sa dagway sa artipisyal nga radioactive isotope anaa sa laing 10-13 ug 16-24. Ang labing lig-on nga katunga-nga-sa kinabuhi sa 10 minutos. Ang unang tinuyo nga nukleyar nga transmutation nga gihimo sa 1919 sa British pisiko Ernest Rutherford, nga, pagpamomba nitrogen-14, alpha partikulo, ang nucleus nakadawat oksiheno-17 ug proton.

kabtangan

Sa katapusan ilista ang nag-unang mga kabtangan sa nitroheno:

• Atomic nga gidaghanon: 7.
• Atomic gibug-aton sa nitroheno: 14,0067.
• Nagkahilis punto: -209,86 ° C.
• Nagabukal punto: -195,8 ° C.
• Densidad (1 ATM, 0 ° C): 1,2506 g sa nitroheno matag litro.
• Conventional oxidation kahimtang sa -3, +3, +5.
• Electron kontorno: 1s 2s ^{2 2 3} 2p.